[发明专利]一种基于氢储能的园区能源低碳运行调控方法

说明书

一种基于氢储能的园区能源低碳运行调控方法，其特点是，包括：园区能源系统经济调控模型和基于交替方向乘子法的园区能源低碳运行调控模型求解：在可再生能源充足时，将富余电能用来制氢或由蓄电池存储，在负荷高峰时燃料电池发电或蓄电池放电；基于交替方向乘子法算法原理引入功率协调变量解耦建筑间交互功率，将集中式优化调度转换为具有一致性的各建筑分散自治子优化问题，园区能源管理中心能够收集各建筑之间期望交互的功率值，结合各建筑内部可再生能源以及可控电源出力，协调共享功率值并下发给各个建筑，共享部分电能由临近楼宇就地消纳，内部资源得到充分利用；电能需求以共享方式补充，从而减少功率交互成本。

技术领域

本发明涉及园区电氢能源利用技术领域，是一种基于氢储能的园区能源低碳运行调控方法。

背景技术

大力发展风/光和氢能等可再生能源，基于氢储能的园区能源利用形式，是实现能源低碳转型的重要途径。所谓“园区”是行政划分区域。现有园区能源调控技术对园区能源系统大多采用集中式管理，往往滞后与等待时间较长，可靠性较差，一旦失效影响全局，造成很大损失，并且当用户终端很多时，会导致响应速度变慢，无法及时调控能源系统，运行效率较低。采用分布式控制的优点是可靠性高，响应速度快，可并行求解各子系统优化问题来实现快速响应。子系统故障一般不会影响全局，可由其它子系统以“容错”方式带故障运行。各子系统间还可互相诊断、检测和保护，从而提高了整个系统的可靠性。由于风光资源可直接耦合到单个建筑能源系统中，园区采用分布式控制方法在提高可再生能源利用率的同时提高园区能源系统运行可靠性、优化计算效率及用户隐私保护。

发明内容

本发明的构思基础是，采用交替方向乘子法求解园区电氢耦合能量优化问题，将园区整体优化问题分解为各建筑单元子问题进行求解，通过交互少量信息实现系统整体运行最优，保证了用户隐私的同时降低运算。

本发明的目的是，克服现有园区集中式控制方法的不足，提供一种科学合理，可靠性高，实用性强，效果佳且能够提高资源利用率的基于氢储能的园区能源低碳优化调度方法，此方法适用于园区内多个建筑之间功率交互，在满足园区内电热负荷的同时，富余电能由蓄电池存储或由电解制氢，若此时园区内各建筑都存在功率缺额，则无交互功率，功率缺额部分由蓄电池和燃料电池补充，实现系统整体优化运行。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种基于氢储能的园区能源低碳运行调控方法,其特征是，它包括以下内容：

1)园区能源系统经济调控模型

①构建基于氢储能的园区能源系统经济调控模型

园区能源系统经济调控目标函数为：

其中：min表示最小值，N为楼宇的集合，T为时段的集合，J_i,t为楼宇i在t时段的运行成本，Σ为累加符号，i为楼宇编号，i＝1…N，t为当前时段；

园区各楼宇能源运行成本为：

J_i,t＝J_i,t,op+J_i,t,ex+J_i,t,grid (2)

其中：J_i,t,为楼宇i在t时段的运行成本，J_i,t,grid为楼宇i在t时段与电网之间的功率交换购电成本，下标grid表示电网，J_i,t,op为各能源设备的运维成本，下标op表示运行，J_i,t,ex为各楼宇之间功率的交互成本，下标ex表示交互，i为楼宇编号，i＝1…N，t为当前时段；

各楼宇与电网的功率交换成本为：